上海大学王亮团队最新AM：基于碳量子点的微晶域工程助力高选择性四电子氧还原

本文以上海大学王亮团队的研究为基础，介绍了在碳基电催化剂氧还原反应（ORR）领域的一项突破。背景：ORR是燃料电池和金属空气电池等可持续能源器件的核心反应，目前依赖昂贵的铂基催化剂，而碳基催化剂虽经济绿色，但存在活性位点密度低、导电性差等问题。研究目的：创新性地开发碳量子点（CQDs）介导的微晶域工程策略，实现对碳催化剂石墨化有序度、电子结构及活性位点分布的精准调控，构筑高效耐用的非贵金属碳基ORR催化剂。结论：CQDs诱导形成空间分布的微晶域结构，富集硼氮配位并优化电荷密度，强化氧气活化与*O中间体吸附，抑制过氧化物生成路径，从而实现高选择性四电子ORR。在锌空气电池应用中，液态电池功率密度达153 mW·cm⁻²，稳定运行超1200小时；柔性电池功率密度达123.8 mW·cm⁻²。该研究为碳基催化剂结构调控提供了高效新方案，为高性能能量转换器件研发开辟了新思路。